流体输送设备图例

流量调节方法之一——旁路调节
正位移泵或容积泵

利用泵缸工作室的体积扩张形成低 压来完成吸液，在工作室体积缩小，液 体压强升高时完成排液的泵——容积泵 （或正位移泵）
共同特点：流量大小只取决于活塞横截 面积、往返频率、冲程的数值，跟管路 无关。扬程由管路决定。

wk.baidu.com 例题

单动往复泵活塞的直径为160mm,冲程为 200mm,用以将密度为930kg/m3的液体从 敞口贮槽送至某设备中,液体输送量为 25.8m3/h ,设备内压强为3.14*105(表 压)Pa,贮槽液面比设备的液体入口管中 心截面低19.5m.若管路的总压头损失为 10.3m(包括管路进出口损失),泵的总效 率和容积效率分别为0.72和0.85,试求此 泵的活塞每分钟往复次数和轴功率.
离心泵的类型3

油泵（SJA型等） 输送有强烈易燃、易爆性的石油制品。与清 水泵相比，密封要求更高、且需设备不能有 过高的温度，故轴承处有摩擦易形成高温的 区域一般需加设冷却水夹套。 国内原先用Y型油泵。现用多种新产品：如 SJA型单级单吸悬臂式离心泵，输送介质温 度为-196→450℃ 。
设备的类型和规格代号（型号）

设备类型 系指按设备的某方面应用、某些特征或某种 机理而对设备进行的分类。如离心泵按所输 送的液体种类，可分为：水泵、油泵、耐腐 蚀泵、杂质泵。 设备型号：也为规格代号，系在设备类型代 号之外，再用一些数字和字母来描述设备的 特征、尺寸或性能而形成的规格代号。
离心泵工作点例题

在内径为150mm、长度为280m的管路 系统中，用离心泵输送清水。已知 该管路局部摩擦阻力损失的当量长 度为85m；摩擦系数可取为0.03。离 心泵特性曲线如图。若 （△z+△p/ρg)为20m（水柱），试 求离心泵的工作点。
上例解答附图
流量调节例题1


某离心水泵在转速为2900rpm下,流量为50m3/h 时,对应的压头为32m.当泵的出口阀全开时,管 路特性方程为:He=20+40000Qe2 (Qe的单位为 m3/S)为了适应泵的特性,将管路上泵的出口阀 门关小而改变管路特性.试求: ⑴关小阀门后的管路特性方程; ⑵关小阀门造成的压头损失占泵提供压头的百 分数.
流体输送设备图例
本章讨论离心泵、往复泵、旋 转泵等设备的结构、性能、操作和 维护。
离心泵的原理和结构


工作原理:利用离心力场的作用，使位于 该力场中的液体获得能量，使其动能、 静压能获得提高，从而被输送。 基本结构:叶轮、泵壳、密封装置
离心泵的操作要点之1——灌泵


操作要点之一灌泵——启动泵之前， 用被输送的液体灌满泵壳内腔。 原因：为了建立离心泵自动吸液的 压差条件。不灌泵，泵壳内充满的 是空气，空气密度小，离心作用不 足以将足够的气体排送到叶轮外， 使泵壳中心处的真空度不够，不能 实现泵的自动吸液。
离心泵的类型2

耐腐蚀泵(IH、CZ型等） 输送酸、碱、盐等有强烈腐蚀性液体介质时 所用的泵。与清水泵相比，制造材质需耐腐、 密封要求较高。 国内原先多用F型耐腐蚀泵。现有多种新产 品：IH型为化工用单级单吸耐腐蚀离心泵， 按ISO国际标准研制；CZ型流程泵用耐腐蚀 合金材料制造，可用于输送绝大多数的酸、 碱、盐溶液、石油化工产品、有机化合物。
离心泵的类型4

杂质泵 输送稠厚液体、含有较多固体颗粒的 悬浮液等。分为：泥浆泵、砂泵、污 水泵。 结构上，一般采用开式或半闭式叶轮， 叶片数较少，可使流道宽敞，避免堵 塞；且用耐磨材料制成。
耐腐蚀泵（F型）材料代号


灰口铸铁——材料代号 为H，用于输送浓硫酸； 高硅铸铁——材料代号 为G，用于输送压强不高 的硫酸或以硫酸为主的 混酸； 铬镍合金钢——材料代 号为B，用于输送常温下 低浓度的硝酸，氧化性 酸液，碱液和其他弱腐 蚀性液体；
离心泵的类型1

清水泵（IS、S、D、DG、ISR等型) IS型为单级单吸悬臂式离心水泵。类型代号为IS后 接三个数字，分别是以mm为单位的吸入口直径、排 出口直径、叶轮直径。是国内第一个按照国际标准 设计、制造的离心泵，全系列共有29个型号。用于 输送80 ℃以下的清水。输送不高于150 ℃的清水 时用型 IS R 型水泵。 S型为双吸式单级离心水泵，用于扬程不需太大， 但流量要求较高的场合。 D、DG型为多级离心泵，用于扬程高、流量较小的 场合。
ha
g

2g

g


必需汽蚀余量 hr ——泵正好发生汽蚀时 的汽蚀余量。 不发生汽蚀的条件是： ha hr
气蚀例题1

用3B33型水泵从一敞口水槽中将水送往 它处，槽内液面保持恒定。输水量为 45~55m3/h ，在最大流量下吸入管路的 压头损失为1m，液体在吸入管路的动压 头可忽略。试计算：⑴输送20℃水时泵 的安装高度。⑵输送65℃水时泵的安装 高度。（泵安装地区的大气压为 9.81*104 Pa)
离心泵的并联
离心泵的串联
串，并联的选择
例题

某离心泵（其特性曲线为本题附图的曲 线1）所在管路的特性曲线为He=40+ 15Qe2 ，当两台或三台此型号的泵并联操 作时，试分别求管路中流量增加的百分 数。若管路特性曲线方程式变为He=40 +100Qe2 时，试求上述条件下流量增加的 百分数。（流量Qe单位为m3/s ， He的单 位为m。）
操作条件改变，泵的性能变化


比例定律。 液体密度改变时。 液体粘度改变时。
汽蚀现象和防止


汽蚀原因：泵叶轮入口处，液体的 静压强低于操作温度下液体的饱和 蒸汽压。 后果：泵有损害，性能降低。 防止：泵应有合适的安装高度。
汽蚀余量的两个概念

有效汽蚀余量 ha ——泵入口处的液体静 压能和动压能总和与叶轮入口处液体饱 和蒸汽压下的静压能之差。 p1 u12 pv
特性曲线特点



流量增大时，一般泵的扬程减小； 轴功率增大；效率则为先升后降， 有一最高效率点。 高效区。 操作要点之二：启动泵之前，应关 闭排液阀，待泵启动后，在打开此 阀。
例题

采用下页附图所示实验装置测定离心泵性能。 泵的吸入管内径为100mm，排出管内径为80mm， 两测压口间垂直距离为0.5m。泵的转速为 2900rpm，以20℃清水为介质测得以下数据： 流量=15l/s；泵排出口处表压=2.55×105 Pa； 泵入口处真空度=2.67× 104 Pa；功率表测得 电动机所消耗的功率=6.2Kw； 已知泵由电动 机直接带动，电动机的效率为92%。试求该泵 在输送条件下的压头，轴功率和效率。
流量调节例题2
某输水管路系统，离心泵在转速为 n=2900rpm时的特性曲线方程为 H=25-5Q2 ，管路特性曲线方程为 H=10+kQ2,Q的单位为m3/min。试求：


（1）k=2.5时的工作点流量Qa和扬程Ha； （2）k=5.0时的工作点流量Qb和扬程Hb；
（续）流量调节例题2


(3)对于流量，因阀门开度由k=2.5关小 到k=5.0，管路阻力损失增加了多少？ （4）若不用改变阀门开度而用改变转速， 使流量从Qa调到Qb ，试求转速应调为多 少？
叶轮结构


按有、无前后盖板分为：开式、半 开式、闭式叶轮。 按吸液方向：单吸和双吸式。
泵壳


蜗壳。 作用：收集被加能的液体，也进行 部分机械能型式的转换。
离心泵的性能参数


流量 扬程 效率 轴功率 允许吸上真空高度 气蚀余量
特性曲线

扬程-流量曲线 轴功率-流量曲线 效率-流量曲线 允许吸上真空高度-流量曲线 气蚀余量-流量曲线

⑵ 选择泵的类型与型号；


⑶核算泵的轴功率。

类型

单动泵：活塞往复一次，只进行吸液、排液各 一次。瞬间流量不连续也不均匀。 双动泵：活塞往返一次时，既同时吸液也同时 排液。瞬间流量连续但不均匀。 三动泵：相当于三台单动泵的并联，但彼此相 位错开了１２０


空气室作用

在往复泵工作中，有时会在吸液腔 和排液腔的上方增设空气室。
旋涡泵工作特点


扬程往往为离心泵的３～４倍。 流量增大时，扬程降低很快； 流量较低时，轴功率更大，且流量越高， 轴功率越小。故该泵应在排液阀打开状 态下启动泵。 效率较低，一般为３０～４０％。
气蚀例题4

若上例1中的水槽改为封闭，槽内水 面压强为30kPa。将水槽提高到距泵 入口以上4m高处，该泵是否可用？
气蚀例题5

用离心油泵从贮槽中向反应器输送 液态异丁烷。贮槽内异丁烷液面恒定。 其上方绝对压强为650KPa。泵位于贮槽 液面以下1.5m处，吸入管路的全部压头 损失为1.6m，异丁烷在输送条件下的密 度为530kg/m3 ，饱和蒸汽压为635KPa， 该泵的必需汽蚀余量为3.5m。试确定该 泵能否正常工作。
气蚀例题2

某台离心泵,从样本上查得其汽 蚀余量△h=2m(水柱)。现用此泵输 送敞口水槽中40℃清水,若泵吸入口 距水面以上4m高度处,吸入管路的压 头损失为1m (水柱),当地大气压强 为0.1MPa。试求该泵的安装高度是 否合适？
气蚀例题3

用离心泵将精馏塔塔釜的液体送至 贮槽，已知塔内液面上方的真空度为 70KPa，且液体处于沸腾状态，其密度为 920kg/m3。现拟将泵安装于塔釜液面以 下2m处，在操作流量下，吸入管路压头 损失为0.6m，泵的允许汽蚀余量为2m， 问该泵的安装高度是否合适？若不合适， 该如何调整？
作用：利用空气室内被封闭空气的因压 缩或因膨胀而形成的压强变化，使液体 流量趋于均匀。

往复泵的性能特点

流量；定容输送。流量大小只取决于活 塞横截面积、往返频率、冲程的数值， 跟管路无关。
扬程：无上限。即管路需要多大的扬程， 泵就能提供多大的扬程，除非管路、泵 被破坏或电动机功率不够。

往复泵的工作点


铬镍钼钛合金钢—— 材料代号为M，用于 输送硝酸及常温下的 高浓度硝酸； 聚三氟氯乙烯塑料— —材料代号为S，用 于输送90℃以下的硫 酸，硝酸，盐酸和碱 液。
离心泵型号例

8B29A 40FM1-26 100Y-120*2
离心泵选型步骤

⑴ 确定输送系统的流量与压头；

流量由工艺条件定（选最大流量）； 用伯努利方程求最大流量下的管路所需压头。 类型由物料性质及操作条件定； 型号查性能曲线综合图（留适当裕量）。 用轴功率计算式。